库存管理_连锁零售企业基于模糊技术的库存建模

东北大学 硕士学位论文 基于模糊技术的连锁零售企业库存问题的建模与优化 姓名：史秀苹 申请学位级别：硕士 专业：管理科学与工程 指导教师：刘志英 20050201 东北大学硕士学位论文摘要 基于模糊技术的连锁零售企业库存问题的建模与优化 摘要 当今全球市场上的竞争日益激烈，随着顾客期望的提高，商业企业对供应链的重 视程度也日益提高。企业从单打独斗中获得利润最大化已经逐渐成为过去，任何一 个企业只有与上游或者下游的企业建立合作关系，才能获得双赢或多赢。而此时的 竞争也从以往单纯意义上的企业间竞争转化为企业所在的供应链之间的竞争。因此， 建立一条具有竞争力的供应链成为企业成败兴衰的重要因素。如果供应链能够在保 持一定服务水平的基础上，获得供应链成本最小化或者利润最大化，那么这条供应 链便取得了竞争优势。 供应链的成本主要包括财务成本、信息系统建立和运行成本、制订计划的成本、 库存成本、物料购置成本和订货管理成本等。其中，库存成本是供应链成本的最重 要的组成部分之一，一般占总成本的3 0 以上。成本竞争是现代竞争的最有效手段 之一，因而研究供应链管理过程中的库存成本控制问题具有重要的意义。 本文的重点集中在分销系统库存决策方面，主要考虑了连锁零售企业的配送中 心与其下游的零售店面所组成的分销系统的库存决策问题。本文采用模糊数学方法 处理库存决策中的不确定性，在将模糊的、不确定的需求和各种库存成本描述为三 角模糊数形式的基础上，以该分销系统的模糊年总成本的解模糊值最小为目标函数， 以该分销系统所有零售店面的最小可能服务水平的解模糊值不低于事先设定的目标 服务水平值为约束条件，建立分销系统成本一服务水平集成优化模型。 本文共分为五个部分，论文的第一部分介绍了文章的选题背景，并回顾了近几 年来供应链库存控制方面的相关文献，了解供应链库存控制的研究现状；第二部分 介绍了供应链库存控制理论；第三部分介绍了连锁零售企业及其配送中心的相关理 论；第四部分研究了连锁企业中由一个配送中心和一个零售店面组成的分销系统。 将需求和再订货点考虑为三角模糊数，以该分销系统的模糊总成本最小为目标，并 通过使模糊总成本的解模糊值最小求解出零售店面的最优订货量。第五部分在第四 部分的基础上，考虑了一个配送中心和多个零售店面组成的分销系统，并进一步的， 假设不确定的最终顾客需求、库存持有成本和缺货成本均用三角模糊数表示，建立 了该分销系统的模糊总成本模型。然后以该分销系统的模糊总成本最小为目标，以 零售店面的服务水平为约束条件，以配送中心仓库和所有零售店面的订货量与再订 货点为决策变量，构建了分销系统成本- J l i 务水平联合优化模型。最后进行了总结 一l l 东北大学硕士学位论文 摘要 和展望。 关键词：供应链供应链管理库存连锁零售模糊 一I l I 东北大学硕士学位论文 A b s t r a c t T h eI n v e n t o r yM o d e l l i n ga n dO p t i m i z a t i o no fC h a i nS t o r e C o m p a n yU s i n g F u z z yT e c h n o l o g y A b s t r a c t A st h ec o m p e t e n c ei ng l o b a lm a r k e ta n dt h ei m p r o v e m e n to fc u s t o m e re x p e c t a t i o n ， C o m p a n i e sp a ym o r ea t t e n t i o nt ot h es u p p l yc h a i n I th a sb e c o m et h ep a s tt h a tc o m p a n i e s a c h i e v et h em a x i m u mp r o f i tf r o ms i n g l e C o m p a n i e sm u s te r e c tt h er e l a t i o n s h i po f c o o p e r a t i o nw i t hd o w n s t r e a ma n du p s t r e a mc o m p a n i e s ，t h u st h e yC a l ld e v e l o pt h e m s e l v e s b yt w o - w i n T h es u p p l yc h a i nw i t ht h ea b i l i t yo fc o m p e t e n c eb e c o m e st h ei m p o r t a n t f a c t o ro ft h eS U C C E S So ft h ec o m p a n i e s I fas u p p l yc h a i nc a na c h i e v et h em i n i m u mo ft h e S Cc o s to rt h em a x i m u mo ft h ep r o f i to nt h eb a s i so fac e r t a i ns e r v i c el e v e l ，t h es u p p l y c h a i nw i l lg a i nt h ea d v a n t a g eo fc o m p e t e n c e T h e m a j o rc o s t si nt h es u p p l yc h a i ni n c l u d ef i n a n c ec o S t ，i n f o r m a t i o ns y s t e ms e t t i n g u pa n do p e r a t i n gc o s t ，p l a n n i n gc o s t ，i n v e n t o r yc o s t ，p r o c u r e m e n tc o s ta n do r d e r i n gc o s t e t c ，a m o n gw h i c hi n v e n t o r yc o s ti sO l l eo ft h em o s ti m p o r t a n tc o m p o n e n t st h a tt a k e su p m o r et h a n3 0p e r c e n to ft h et o t a lc o s t C o s t - c o m p e t i t i o ni so n eo ft h em o s te f f i c i e n t m e t h o d si nm o d e mc o m p e t i t i o n ，t h u si th a sag r e a tm e a n i n gt os t u d yt h ep r o b l e mo f i n v e n t o r yc o s tc o n t r o li nt h es u p p l yc h a i nm a n a g e m e n t T h ea r t i c l ef o c u s e so nt h ed e c i s i o n - m a k i n go fi n v e n t o r yi nd i s t r i b u t i o ns y s t e ma n d c o n s i d e r st h ep r o b l e mo ft h ed e c i s i o n m a k i n go fi n v e n t o r yi nd i s t r i b u t i o ns y s t e mm a d eu p o fad i s t r i b u t i o nc e n t e ra n di t sd o w n s t r e a mc u s t o m e r s - - - c h a i ns t o r e s I nt h i sa r t i c l ef u z z y m a t hi su s e dt oc o n s i d e rt h eu n c e r t a i no fi n v e n t o r yd e c i s i o n - m a k i n g ，a n df u z z y ，n n c e r t a i n d e m a n da n di n v e n t o r yc o s t sa r ed e s c r i b e da s t r i a n g u l a rf u z z yn u m b e r s W i t ht h e r e s t r i c t i o no fg e n e r a ls e r v i c el e v e la n dt h em i n i m u mo ft o t a lc o s t ，t h eo p t i m i z a t i o nm o d e l o fd i s t r i b u t i o ns y s t e mi se s t a b l i s h e d T h ea r t i c l ei sm a d eu po ff i v ep a r t s I nt h ef i r s tp a r tw ei n t r o d u c et h eb a c k g r o u n do f t h ea r t i c l ea n ds u m m a r i z e st h el i t e r a t u r e sa b o u ti n v e n t o r yi nr e c e n ty e a r s T h es e c o n dp a r t m a i n l yi n t r o d u c e st h et h e o r yo fs u p p l yc h a i ni n v e n t o r yc o n t r 0 1 T h et h i r dp a r ti n t r o d u c e s t h et h e o r yo fc h a i ns t o r ec o m p a n ya n di t sd i s t r i b u t i o nc e n t e r T h ef o u r t hp a r ts t u d yt h e d i s t r i b u t i o ns y s t e mo fc h a i ns t o r ec o m p a n ym a d eu po fad i s t r i b u t i o nc e n t e ra n dac h a i n s t o r e I nt h ef o u r t hp a r tt h em o d e ld e s c r i b e dd e m a n da n dr e o r d e rp o i n ta st r i a n g u l a rf u z z y 一一 东北大学硕士学位论文 A b s t r a c t n u m b e r sw i t ht h em i n i m u mt o t a lc o s ta so b j e c t F i n a l l yw ec a r lg a i nt h eo p t i m a lo r d e r q u a n t i t yo fc h a i ns t o r e st h r o u g hm a k i n gt h ef u z z yt o t a lc o S tl e a s t T h ef i f t hp a r t i sb a s e d o nt h ef o u r t hp a r t ，w h i c hs t u d yad i s t r i b u t i o ns y s t e mc o n s i s t e db yad i s t r i b u t i o nc e n t e ra n d s e v e r a lc h a i ns t o r e s I nt h ep a r tu n c e r t a i na n df u z z yd e m a n d ，i n v e n t o r yh o l d i n gc o s ta n d s h o r t a g ec o s ta r ed e s c r i b e da st r i a n g u l a rf u z z yn u m b e r s ，a n dt h ef u z z yt o t a lc o s tm o d e li s e s t a b l i s h e d T h es e r v i c e - c o s to p t i m a lm o d e lo ft h ed i s t r i b u t i o ns y s t e mh a st h ef u z z yt o t a l c o s ta st h et a r g e tw i t ht h es e r v i c el e v e lo fc h a i ns t o r e sa sr e s t r i c t i o n sa n dt h eo r d e r q u a n t i t ya n d t h er e o r d e rp o i n to fc e n t e rw a r e h o u s ea n da l lc h a i ns t o r e sa sd e c i s i o n m a k i n g v a r i a b l e s F i n a lp a r ti St h es u m m a r i z a t i o na n de x p e c t a t i o n K e yw o r d s ：S u p p l yC h a i n ，S u p p l yC h a i nM a n a g e m e n t ，I n v e n t o r yC o n t r o l ，C h a i nS t o r e ， F u z z ys e t s V 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果 除加以标注和致谢的地方外，爿i 包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包 括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何 贡献均己在论文中作了明确的既明并表示谢意。 学位沦文作者签名： 是秀芋 闩 期：伽修五矽 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定： 即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查 阅和借阅。本人授权东北大学闭以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进 行检索、交流。 ( 如作者和导师同意网上交流，请在下方签名；否则视为不同意。) 学位论文作者签名：_ ；匕磋萆 签字日期： 如d 史? 。加 导师签名 签字日期 东北大学硕士学位论文 第一章绪论 1 1 选题背景 第一章绪论 连锁经营是全球零售业新的发展趋势，自2 0 世纪9 0 年代初引入我国以来，一 直处于快速发展状态，已成为我国商业领域最具特色的经营方式。根据中国国家经 贸委贸易市场局提供的全国连锁经营“十五”发展规划，“九五”末J O J ! , f J2 0 0 0 年， 商品批发、零售、餐饮三种业态的连锁企业有1 0 9 2 个，门店数达到2 1 3 8 8 个：销售 额为1 5 5 4 5 亿元人民币，比上年同期增长4 4 3 ：零售额1 2 7 6 4 亿元，比上年同期 增长近4 7 6 ，占同期全社会批发、零售贸易和餐饮业零售总额的4 6 7 ，增幅是 当年全社会消费品零售总额增幅的4 倍多。全国连锁经营“卜五”发展规划还 表明，在未来两年问，中国还将迸一步拓展连锁经营的行业范围。同时，政府加强 规划，促进连锁经营业态结构的合理化和多样化。在加强相关法规建设的基础上， 鼓励实力较强的企业通过区域特许等方式，引进国际著名特许品牌，学习借鉴其成 功经验和模式，缩短与国际先进水平的差距。到“十五”末期，连锁经营将成为居 于主导地位的零售经营方式，连锁经营的网点将增加到1 0 万个，销售额将达到7 0 0 0 亿元，占全国零售总额的2 0 。其中销售颧5 0 亿元以上的连锁企业将达到2 0 家。 所以在未来凡年内，连锁业的市场份额将可望超过百货业，成为零售大军中发展最 快、最先进的模式，是零售业发展的新业态。 物流配送中心是保证连锁体系正常运营的基本条件，只有高效的物流配送体系 才能实现连锁企业的规模采购、批量优惠和低库存、高周转率，发挥连锁零售的优 势。库存成本占配送中心总成本的3 0 以上，因此有效的库存管理方法对连锁经营 的成败是至关重要的。那么目前我国连锁零售企业的配送中心库存管理和配送效率 发展如何呢? 从对连锁企业终端服务水平的调查中可见一斑。 罗兰贝格与中国连锁经营协会在对1 3 个分类的约2 0 0 0 种单品，做了连续1 4 天的货架扫描，涵盖3 个城市，包括深圳、北京、上海的5 家零售商的1 2 家大卖场 门店。这也是迄今为止中国最大规模的商品缺货和运营能力调查。结果发现，保守 地看，国内零售商商品缺货率在1 0 左右，和国际水平相比，这是一个非常差的结 采。对5 家零售商的调查表明。参照销售额加权计算的商晶，在架率3 严均为9 0 1 ， 按频度计算的商品，在架率平均为8 8 4 。而且，由于在计算中剔除了连续1 4 天缺 一1 东北大学硕士学位论文 第一章绪论 货的商品，所以商品的在货架率要比实际情况显得更好。 同时，2 0 0 5 年，国外连锁巨头将正式大批登陆中国，这无疑预示着我国连锁企 业发展的前途曲折。国外连锁业从经营方式到运作理念都已经相当成熟，他们在物 流配送方式建设上的经验更是值得我国借鉴。沃尔玛、家乐福拥有的超乎寻常的竞 争优势( 体现在其商谨一价格低廉、种类齐全以及刑顾客需求的快速反映) 除了归功 予其强大的经济实力和品牌效应之外，更是他们运用先进物流配送手段的结果。 面对如此强大的对手，我国的连锁零售企业将如何应对呢? 当前我国连锁企业发展很快，数量迅速增长，然而，与连锁企业欣欣向荣的发 展趋势极不相称的是，我国连锁企业的库存管理和物流配送体系建设仍然处于初级 阶段，并未发挥统一采购、集中配送的优势，实际上仍是单体点分敞经营的方式， 这导致库存成本仍然居高不下，无法实现统一管理、达到规模效益。库存管理的落 后状态给我国连锁企业的发展造成了巨大障碍。连锁企业如何建设一个高效的库存 管理体系是一个急需解决的问题。 1 2 供应链库存决策问题文献回顾 在库存控制研究中根据需求情况可分为确定性环境下的库存决策问题和不确定 环境下的库存决策问题。由于实际中大多数需求都具有不确定性，要建立有效的供 应链库存策略就要处理不确定性，所以目前大多数库存控傣4 领域的学者都在研究不 确定环境下的库存问题。为了得到一个有效的库存控制策略，研究者常常应用概率 论来处理供给、需求和相关库存成本中的这些不确定性。但概率论无法描述一些数 据的模糊性，而且历史数据往往很难获得或不可靠，所以概率论在实际中的应用效 果并不理想。于是近年来一些学者开始将模糊集理论应用于库存控制领域来处理模 型中的模糊、不精确的数据。本章根据对库存控制文献的了解，简单回顾了不确定 环境下传统库存控制文献和模糊库存控制文献，以及库存控制领域的一些其他研究 方向。 1 2 1 传统库存控制文献回顾 传统上一般都用概率论来处理库存管理中的不确定性，例如认为市场需求、提 前期等不确定因素服从某一特定的分布函数，对此类问题的研究，大多数学者把研 究的中心放在库存策略和库存补给策略上，在不确定的需求环境下，寻找最优的解 决方法。 一2 东北犬学硕士学位论文 第一章绪论 货的商品，所以商品的在货架率要比实际情况显得更好。 同时，2 0 0 5 年，囤外连锁巨头将正式大批登陆中国，这无疑预示着我国连锁企 业发展的前途曲折。国外连锁业从经营方式到运作理念都已经相当成熟，他们存物 流配送方式建设上的经验更是值得我国借鉴。沃尔玛、家乐福拥有的超乎寻常的竞 争优势( 体现在其商I 锗价格低廉、利t 类齐伞以及剥顾客需求的快速反映) 除了m l 功 于其强大的经济实力和品牌效应之外，更是他们运用先进物流配送手段的结果。 面对如此强大的对手，我国的连锁零售企业将如何应对呢? 当前我国连锁企业发展很快，数量迅速增长，然丽，与连锁企H k 欣欣向荣的发 展趋势极不相称的是，我I 翌连锁企业的库存管理和物流配送体系建设仍然处于初级 阶段，井未发挥统一采购、集中配送的优势。实际上仍是单体点分敝经营的方式， 这导致库存成本仍然居高不下，无法实现统一管理、达到规模效益。库存管理的落 后状态给我国连锁企业的发展造成了巨大障碍。连锁企业如何建设个商效的库存 管理体系是一个急需解决的问题。 1 2 供应链库存决策问题文献回顾 在库存控制研究中根据需求情况可分为确定性环境下的库存决策问题和不确定 环境下的库存决策问题。由于实际中大多数需求都具有不确定性，要建立有效的供 应链库存策略就要处理不确定性，所以目前太多数库存控制领域的学者都在研究不 确定环境下的库存问题。为了得到一个有效的库存控制策略，研究者常常应用概率 论来处理供给、需求和相关库存成本中的这些不确定性。但概率论无法描述一。些数 据的模糊性，而且历史数据往往很难获得或不可靠，所以概率论在实际中的应用效 果并不理想。于是近年来一些学者开始将模糊集理论应用于库存控制领域来处理模 型中的模糊、不精确的数据。本章根据对库存控制文献的了解，简单回顾了不确定 环境下传统库存控制文献和模糊库存控制文献，以及库存控制领域的一些其他研究 方向。 1 2 1 传统库存控制文献回顾 传统上一般都用概率论来处理库存管理中的不确定性，例如认为市场需求、提 前期等不确定因素服从某。特定的分布函数，对此类问题的研究，大多数学者把研 究的中心放在库存策略和库存补给策略上，在不确定的需求环境下，寻找晟优的解 究的中心放在库存策略和库存补给策略上，在不确定的需求环境下，寻找摄优的解 决方法。 一2 东北大学硕士学位论文 第一章绪论 D e c r o i xG A 和A r r e o l a R i s a ( 1 9 9 8 ) 在随机需求环境下，研究了资源有限条件 下的多种同质产品的最优生产一库存策略。结果表明，这种多产品、无限期的生产 库存系统的最优策略是一个修正的基奉库存量策略( m o d i f i e db a s e s t o c kp o l i c y ) 。 此外，他们给出了一个简单、具有实际应用价值的启发式( h e u r i s t i c ) 算法，并用 数字计算结果说明该算法可以得到一个近似最优的解决方法“3 。T a g a r a sG 和 V l a c h o sD ( 2 0 0 1 ) 在假定需求的密度函数和分稚函数的情况下，用仿真方法研究了 个j 特有两种补贷方式的) * lJ 0 l 检查库存系统：常规补货和瞬时补货。其中瞬时补货 在常规订货没到但是即将发生短缺的时候实施，它的提前期较短，但是成本较高。 他们就这个系统给出了一个总成本模型( 模型考虑了库存持有成本、缺货惩罚成本、 圳定订货赞用以及瞬时补货的费，) ，并刘模型进行优化，得到最优的瞬时订货点 和订货量，最后通过仿真得山结沧：相对十没有瞬时补货的库存系统，瞬时补货叫 以节约成本，提高服务水平。但是，该模型有一个适用条件：缺货成本很高，瞬时 补货成本较高但次数少，以及检查周期不能过长0 1 。 此外，借助予库存系统模型，比较库存控制中各种数学方法，来说明在特定环 境下的最优方法，H i l lR M ( 1 9 9 7 ) 在这方面的代表性成果是：在需求为独立同分 布( 分布已知但参数未知) 的假设下，研究了单阶段随机库存系统模型中，应用贝 叶斯方法估计参数。他对三种分布：指数分布、泊松分布和二项分布作了直接分析 和数字比较，结果表明，贝叶斯方法优于点估计方法，并得到一个较低的期望总成 本，这说明，该方法具有广泛的适用性”3 。 1 2 2 模糊库存控制文献回顾 从模糊集理论引入库存控制领域以来，已涌现出了大量的研究成果。本一槲艮据 模糊性存在的领域，将模糊集理论在库存控制领域中的应用分为两个方面：一是在 考虑需求存在模糊性的前提下，将经典的经济订货批量( E 0 0 ) 模型扩展为模糊E O Q 模型：二是在考虑库存控制过程中某些成本数据存在模糊性的前提下，将以往研究 过的模型扩展到模糊环境下。 1 2 2 1 具有模糊需求的库存控制文献 由于历史数据往往很难获得或者不可靠，而且产品的生命周期和新产品成长期 越来越短，需求变化越来越快，这使数据收集越来越缺少可靠性。但凭借经验和管 理人员的主观判断，可以确定市场需求的模糊值，所以一些学者研究了模糊需求下 的库存控制问题。 一3 东北大学硕士学位论文 第一章绪论 Y a oJ S 和s uJS ( 2 0 0 0 ) 在将需求分别描述为三角模糊数、带有区间值的三 角模糊数、带有区间值的梯形模糊数的基础上，对( s ，Q ) 库存控制策略下允许延期 交货的经济订货批量模型进行了研究，结果表明，与将需求描述为清晰值相比，将 需求描述为模糊值能取得更好的效果| 4 】；C K a o 和Y a oJ S 和O u y a n gL Y ( 2 0 0 2 ) 在缺乏历史数据的情况下，根据实际情况考虑了连续检查库存策略下，年需求为模 糊数和统计模糊数的条件下存在可变提前期的单周期最优库存策略的制定问题， 该方法也可用于构建起它具有模糊需求的库存模型 5 l 。 1 2 2 2 具有模糊成本的库存控制文献 在库存控制模型中，库存持有成本、缺货成本、订货成本等成本都是决定库存 策略的重要因素，大多数文献都把它们作为确定的清晰值处理，但在实际估算中往 往很难得到一个确定数值，所以一些研究者对模型中各项成本为模糊数的情况进行 了研究。 G e nM ，T a s u h i mY 和Z h e n gD ( 1 9 9 7 ) 在连续检查策略下假设各项成本都是三 角模糊值，在总成本最小的约束条件下，运用区间均值的概念对库存控制问题进行 了研究，该文章为其他类似问题的研究提供了一种新方法 6 1 。I s h i iH 和K o n n oT ( 1 9 9 8 ) 在缺货成本为形模糊数的条件下对经典报童问题进行了扩展研究，并与 清晰环境下经典报童的最优订货批量进行了比较，结果说明在缺货成本为模糊数的 情况下需要更大的订货批量。这个模型比较简单，但它为模糊集应用迈开了重要的 一步1 7 j 。此外，L e eH 和Y a oJ ( 1 9 9 9 ) 在订货量是三角模糊变量的情况下，对不允 许延期交货的E O Q 模型作了进一步的研究【8 】。 1 2 3 其他库存控制文献回顾 以往对于库存控制问题的研究较多，许多学者从不同的角度，用不同的方法对 各种不同问题的库存策略进行了研究，提出了很多有助于降低成本、提高效率的方 法。本节简单回顾了供应链上多阶段系统库存控制和级库存控制策略两个方面的研 究文献。 1 2 3 1 多阶段库存系统控制 在供应链上，生产商向供应商购买原材料，将其转化为最终产品并销售给分销 商、零售商和最终顾客。当商品到达最终顾客的过程超过一个阶段时，就形成了“多 一4 一 东北大学硕士学位论文 第一章绪论 1 2 3 1 多阶段库存系统控制 在供应链上，生产商向供应商购买原材料，将其转化为最终产品并销售给分销 商、零售商和最终顾客。当商品到达最终顾客的过程超过一个阶段时，就形成了“多 级库存系统”。研究多级库存控制系统对于集成优化供应链库存系统，削弱长鞭效 应，降低链上各阶段的库存成本具有重要意义。 H s i n R a ue t a l ( 2 0 0 3 ) 建立了供应链环境下易变质产品的多级库存模型，并从 供应商、生产商和销售商集成的角度导出了最优联合总成本，并以一个算例来说明 这个模型，结果说明与独立决策方法相比，集成策略能得到最低的联合总成本1 9 I 。 D i k sa n dd eK o k f l 9 9 8 ) 在周期检查最大库存水平策略下，研究了分散的多级库存系 统的成本优化补货策略I 。0 】。l i d a ( 2 0 0 1 ) 研究了具有非静态需求的动念多缴库存模 型1 1 ”。 1 2 3 2 级库存问题研究 在多级库存系统中，如果上游成员能够了解下游成员的库存信息，且是在综合 考虑自己及所有下游成员的现有库存而进行库存决策的，那么这种策略就叫做级库 存( e c h e l o ns t o c k ) 策略；如果每个成员的库存决策都是依据个人的库存水平做出的， 则称之点库存( i n s t a l l a t i o ns t o c k ) 策略。自从a a r k 和S c a r f 在1 9 6 0 年首先研究了两 级库存系统模型以来，在过去几十年。h 现了大量关于多级库存问题控制的研究 文献1 1 2 】。 在级库存策略中，级库存是本阶段及F 游各阶段的点库存的总和，而供应链上 某一阶段的订货策略是建立在级库存之上的，这就要求实现供应链上的密切合作和 信息共享。所以级库存能使供应链更有效率，实现供应链集成，避免链上的企业因 缺乏合作而导致的长鞭效应。 G i a n n o c c a r oe ta 1 f 2 0 0 2 ) 提出了一种建立在级库存和模糊集理论之上的定义供 应链库存管理策略的方法，尤其是采用级库存的概念集成管理供应链库存，同时合 理地使用模糊集理论来建立与市场需求和库存成本相关的不确定性模型( 例如持有 和缺货成本) 。并将该方法应用于三阶段供应链中，体现了应用的灵活性。文中通 过仿真，评估了应用的绩效，结果显示它优于一般的局部库存管理策略| l “。C L C h e n 取lW CL e e ( 2 0 0 3 ) 提出了一种多产品、多阶段和多周期的计划模型以解决产：品需 求和价格不确定条件下的多级供应链网络结构F 不兼容的多目标问题。文。 ，将不确 定市场需求描述为已知概率的离散分夼的值，并用模糊集柬表示买方和卖方在产品 价格I ：的相矛盾的偏好。为满足多个相冲突的目标，例如所有参与者的公平利益分 5 东北大学硕士学位论文第一章绪论 配、安全库存水平、最大客户服务水平和不确定产品需求的决策问题，将这个供应 链计划模型构造成一个混合整数j 线形规划问题，其中从买方和卖方方面同时考虑 了产品价格的协议偏好水平 1 3 】。 1 3 论文研究思路 本文主要围绕连锁零售企业的库存控制策略展开，全文共分为五章，第一章是 本文的绪论部分，主要阐明了论史的选题背景、意义，并根据论文的研究内容回顾 了不确定环境下库存控制的相关文献，对其发展进行了分析和展望。 第二章介绍了供应链库存管理的理论和方法，从库存的定义、作用、库存控制 的模型干l l 方法等几个方面进行r 洋细地阐述，并介绍了常见的集中库存成本及其计 算方法。这为建立后面的库存拧制模型打下了理论基础。第三章为关于连锁零售这 种特殊经营模式及其配送中心的理论知t ，介绍了连锁零售企业的类型和特点和配 送中心在企业中的地位和功能。 第网章考虑了一个配送中心和一个零售店面组成的分销系统，在模糊需求和模 糊再订货点环境下该系统的库存决策问题。假设模糊需求和模糊再订货点分别为三 角模糊数，在该分销系统的模糊年总成本函数最小的条件下，求零售商的最优订货 量。 第h l 章在第四章的基础，b 考虑了t h 个配送中心和多个零售店面组成的“一 对多”的分销系统，将模糊需求、模糊库存持有成本和模糊缺货成本分别用三角模 糊数表示，以分销系统的模糊总成本最4 , ；t j 目标，以服务水平为约束条件，建立了 该分销系统的的成本与服务水平优化模型。最后研究结论和展望中归纳总结了文章 的主要研究结论，并对模糊环境F 库存控制决策策略的未来发展及主要研究方向进 行了分析和展望。 东北大学硕士学位论文 第二章基本库存理论概述 第二章基本库存理论概述 2 1 供应链库存管理基本理论 2 1 1 库存的定义和分类 ( 1 ) 库存的定义 库存是指处于储存状态的物品或商品。无论是在生产企业，还是流通企业，库 存无处不在。库存具有整合需求、维持各项活动顺畅进行的功能。当顾客订货后要 求收到货物的时间比企业从采购材料、生产加工到运送至顾客手中的时间要短的情 况下，为了填补这个时间差，就必须预先准备一定数量的该商品，也就是说要有一 定数量该产品的库存。一般来说，企业在销售阶段，为了能及时满足顾客的要求， 避免发生缺货或延期交货现象，需要有一定的成品库存。在采购阶段，为了保证生 产过程的平准化和连续性，需要有一定的原材料、零部件库存。而库存商品要占用 资金、发生库存维持费用，并存在库存积压而产生损失的可能。因此，既要防止缺 货、避免库存不足，又要防止库存过量，避免发生大量不必要的库存费用【1 5 J 。 ( 2 ) 库存的分类 库存可从几个方面来分类。从生产过程的角度可分为原材料库存、零部件及半 成品库存、成品库存；从库存物品所处状态可分为静态库存和动态库存( 其中静态 库存指长期或暂时处于储存状态的库存；动态库存是处于制造加工状态或运输状态 的库存) ；从广义的库存概念出发，把物流管理定义为对静止或运动库存的管理； 从经营过程的角度可将库存分为以下七种类型： 经常库存：指企业在正常的经营环境下为满足日常的需要而建立的库存。 安全库存：指为了防止由于不确定性因素( 如大量突发性订货、交货期突然 延迟等) 而准备的缓冲库存。 生产加工和运输过程的库存：指处于加工状态或运输状态以及为了生产的需 要暂时处于储存状态的零部件、半成品或成品。 季节性库存：指为了满足特定季节中出现的特定需要而建立的库存。 促销库存：指为了对应企业的促销活动产生的预期销售增加而建立的库存。 投机库存：指为了避免因货物价格上涨造成损失或为了从商品价格上涨中获 利而建立的库存。 - _ 1 东北大学硕士学位论文第二章基本库存理论概迷 存淀库存或积压库存：指因物品品质变坏不再有效用的库存或因没有市场销 路丽卖不出去的商品库存。 2 1 2 库存控制的概念与作用 库存控制指的是在保障供应的前提下，使库存物品的数量最小所进行的有效管 理的技术经济措施。它是对库存据点设置及其所存物品的数量和质量进行有效管理、 调整与确定所采取的技术措施。其主要功能有：防止断档，缩短从接受订单到送达 物品的时问，以保证优质服务，同时又要防止脱销；保证适当的库存量，节约库存 费用；降低物流成本；保证生产的计划性、平稳性以消除或避免销售波动的影响； 储备功能。 ( 1 ) 库存控制过程中的一些基本概念 在库存控制的实际操作过程中，会涉及一系列的基本概念，掌握并了解这些概 念是必不可少的。 平均库存量 平均库存量是指一个库存的平均数，是存货模式的重要概念，其数量一般是进 货量的一半。 安全库存量 仓库经常需要处理各种突发情况，例如发生需求变化，货订不到，运输中断等 等。因此还要有安全库存量( 又称缓冲性库存量) 以便应付这利t 情况。 订货点与订货批量 随着物品的出库，库存会下降到某一点，这时补充活动必须着手进行，否则就 要脱货，严重影响公司的正常运营，这个点就称订货点。当库存达到订货点时，就 要着手订货，订货时所订购物品的数量称为订货批量。 订货提前期 一旦库存量降到订货点并安N P T 订货，等待物品到货以补充库存，这种等待时 间称为订货提前期，或简称为提前期或交货期。它是从订货开始到收到订货批量为 止的一段时间。 定量订货法 定量订货法是指每次货物数量相同，而订货间隔期不一定相同，当库存量下降 到订货点时就发出订单的一种订货方法。 定期订货法 一8 东北大学硕士学位论文 第二章基本库存理论概述 定期订货法是每隔一定时间检查一次库存，并发出订单，订货数量等于最大库 存量与实际库存量的差额。 订货费用 订货费用是指为取得物资而订货时所需要的费用。每订货一次就会发生一次费 用，如订购的追踪，收货，验收，进库等费用。 保管费用 是指物资库存期间所需要的费用，如仓储费用，物资积压所发生的利息损失， 物资因陈旧、变质、损耗所发生的损失等费用。 ( 2 ) 库存控制的作用 库存控制的目的是在满足顾客服务要求的前提。F 通过对企业的库存水平进行控 制，力求尽可能降低库存水平、提高物流系统的效率，以强化企业的竞争力。 库存控制在企业经营中的作用 在企业经营过程的各个环节间存在库存，也就是说，在采购、生产、销售的小 断循环的过程中，库存使各个相对独立的经济活动成为可能。同时库存可以调节各 个环节之间由于供求品种及数量的不一致丽发生的变化，把采购、生产和销售等企 业经营的各个环节连接起来起润滑剂的作用。但是，企业中的各个部门对待库存的 看法是不一样的，他们往往存在很大的冲突，有的部门希望库存水平高一些，例如 销售部门、采购部门和制造部门等，而有些部门又希望库存水平低一些，如库存管 理部门。因此，库存管理部门和其他部门的目标总是存在冲突，为了实现最佳库存 管理，需要协调和整合各个部门的活动，使每个部门不仅是以有效实现本部门的功 能为目标，更要以实现企业的整个效益为目标。 库存控制在供应链中的作用 如果把视野从单个企业扩大到整个供应链的范围来考虑库存问题的话，就会发 现有问题的库存数量将会大大的增加。组成供应链的各企业之间的关系在过去是相 互买卖交易关系，因而企业并不习惯在它们之间交流信息，也不习惯相互协调进行 库存管理，更不用说在整个供应链水平上分享交流信息和共同协调进行库存管理， 这样往往形成不必要的大量库存，同时也可能降低顾客满意度。由于信息没有菇享， 供应链中的各个成员企业为了防止“意外”，往往储存了大量不必要的重复库存， 这种库存给企业增加了大量的成本，而这些成本最终将反映在销售给顾客的产品价 格上，从而减少了顾客的满足度。因而在供应链范围内进行库存管理不仅可以降低 库存水平，从而减少资金占用和库存维持成本，而且还可以提高顾客满足度。 一9 一 东北大学硕士学位论文 第二章基本库存理论概述 2 1 3 库存控制的方法 一般来说，库存控制采用的方法是订货点控制策略，而订货点库存管理的策略 有很多，最基本的策略有以下四种： ( 1 ) 连续性检查的固定订货量、固定订货点策略，即( Q ，R ) 策略 该策略的基本思想是：对库存进行连续检查，当库存降低到订货点水平R 时， 即发出一个订货，每次的订货量保持不变，都为固定值Q 。该策略适用于需求量大、 缺货费用较高、需求波动性较大的情形。如图2 1 所示： 库拈址 订货点水平 订货提前期 图3 1 连续惟检卉( Q ，月) 策略 F i g3 1T h ec o n t i n u o u sr e v i e w ( Q ，只) p o l i c y ( 2 ) 连续性检查的固定订货点、最大库存策略，即( 尺，s ) 策略 该策略和( Q ，R ) 策略一样，都是连续性检查类型的策略，也就是要随时检查 库存状态，当发现库存降低到订货点水平月时开始订货，订货后使最大库存保持 不变即为常量s ，若发出订单时库存量为z ，则其订货量即为( S - 1 ) 。该策略和( Q ， R ) 策略不同之处在于其订货量是按实际库存而定，因而订货量是可变的。 ( 3 ) 周期性检查策略，即( f ，s ) 策略 该策略是每隔一定时期检查一次库存，并发出次订货，把现有库存补充到最 大库存水平s ，如果检查时库存量为，则订货量为璺，。该策略不设订货点，只设 固定检查周期和最大库存量。该策略适用于些不很重要的、或使用量不大的物资。 ：仔堇 JL域 量，1，A 卜 s - t z F 琴己I1 1 、 、 1 女圳、：， 大库存水平S 时间 幽3 2 周期性检卉的( f ，策略 F i p32T h e n e r i n d i cr e v i e wn nh o l i e r 一1 0 一 三_ l 婆二 尊 蝉一 东北大学硕士学位论文第二章基本库存理论概述 如图2 2 所示，经过匿I 定的J ：盘查周期l ，发出货，这时库存量为j 。订货量为 ( 孓，1 ) 。经过一定的时间( 三P 订货提前期，可以为随机变量) ，库存补充( S - I ，) ， 库存到达A 点。再经过个固定的检查周期t ，又发出一次订货，订货量为( S - h ) ， 经过一定的时问( L r ) ，库存又达到新的高度口。如此周期性检查库存，1 i 断补给。 ( 4 ) 综合库存策略，即( f ，R ，s ) 策略 该策略是策略( f ，s ) 和策略( R ，s ) 的综合。这种补给策略有一个固定的检 查周期t ，最大库存量S 、固定订货点水平尺。当经过一定的检查周期t 后，若库存 低于订货点，则发出订货；否则，不i l r 货。订货虽的大小等于最大席存罱减去榆杏 时的库存量。 2 1 4 常见的库存控制模型 常见的库存控制模型根据其主要的参数，如需求量与提前期是否为确定，分为 确定型库存模型和随机型库存模型。 ( 1 ) 确定型库存模型 周期性检查模型 此类模型有六种，分不允许缺货、允许缺货、实行补货等三种情况。每种情况 又分瞬时到货、延时到货两种情形。 最常用的模型是不允许缺货、瞬时到货型。其最佳订货周期为： r 一等 B t ， 式中：c 。单位订货费用( 元) 肝一单位产品库存维持费用( 元， 牛年) 驴一需求率( 年需求量) ( 件年) 最大库存量：S T X D 连续性检查模型 连续型检查模型需要确定订货点和订货最两个参数。也就是解决( Q ，R ) 策略 的嬲个参数的设定问题。 连续性库存检查模型分六种：不允许缺货、瞬时到货型；不允许缺货、延时到 货型：允许缺货、瞬时到货型：允许缺货、延时到货型；补货、瞬时到货型：补货、 延时到货型。 l l 东北大学